Proletíme se již brzy hybridním elektroletadlem?

Zatímco ještě nedávno jsme fascinovaně sledovali první pokusy s malými letouny s hybridním elektrickým pohonem, dnes už se můžeme začít těšit, že se takovým letadlem brzy sami proletíme a třeba i s celou rodinou. Tři velké evropské firmy – Airbus, Siemens a Rolls-Royce – se totiž domluvily na společném projektu, jehož cílem je vyvinout hybridní elektrický letecký motor pro relativně velké letadlo. Testovací letoun bude založen na 100místném britském Aerospaceu BAe 146 z roku 1989 a bude vybaven elektromotorem a třemi konvenčními tryskovými motory. Pokud testy dopadnou dobře, budou následovat zkoušky náročnější konfigurace – dvou hybridních elektrických pohonů v kombinaci s tradičními. A jak bude tato spolupráce konkrétně vypadat? Společnost Siemens sestrojí elektromotor s polovičním výkonem 2 MW oproti tradičnímu pohonu. Výrobce motorů Rolls-Royce dodá plynovou turbínu, která bude instalována v trupu letadla a bude vyrábět elektřinu pro elektromotor. Vzlétnutí a stoupání budou podporovat lithiové-iontové baterie, každá o síle 700 kW. Výrobce letadel Airbus bude zodpovědný za celkovou integraci systémů, jakož i za řídicí architekturu hybridního elektrického pohonného systému a baterií a za jejich integraci s řízením letu. Na vývoji dopravního elektroletadla ale současně pracují i další společnosti, například letecká společnost Easyjet nebo firma Wright Electric.

Hybridní neznamená těžký

Když si člověk představí hybridní pohonný systém tvořený konvenčními motory, elektromotory a ještě k tomu bateriemi, ihned ho napadne, jestli vůbec může být dostatečně efektivní. Jinými slovy, jestli nebude příliš těžký a objemný? Podle slov jeho tvůrců se není třeba obávat. „Díky rozsáhlému výzkumu, který jsme uskutečnili v pokročilém lehkém strojírenství a hi-tech materiálech očekáváme, že budeme schopni drasticky snížit velikost a hmotnost našich pohonů,“ říká Wulf Roscher, elektroinženýr, který pracuje ve společnosti Siemens již 23 let. „Zatímco náš předchozí rekordní motor dosahoval nepřetržitého výkonu 5,2 kW na kilogram hmotnosti motoru, teď chceme u našeho 2 MW motoru tento výkon ještě podstatně zlepšit.“

Podle Franka Antona, ředitele divize Siemens eAircraft, tajným receptem není materiál ani topologie. Takto extrémně lehké pohonné systémy, o kterých mluvíme, lze vyvíjet a stavět pouze díky Simcenter^TM, simulačnímu softwaru Siemens PLM, který zohledňuje všechny známé fyzikální a technické efekty. „Pomocí této technologie budeme iterativně vytvářet digitální dvojčata, a tím naše prototypy prakticky optimalizovat. Tento způsob nejen urychluje vývoj, ale vede rovněž k výkonnějším strojům,“ uzavírá.

Společnost Siemens má již bohaté zkušenosti s hybridními pohony u dronů a ultralehkých a lehkých sportovních letadel. Nedávno rovněž představila prototyp motoru CityAirbus, létajícího taxi pro použití ve městech. Letecká přeprava budoucnosti E-Fan X, demoverze hybridního elektrického dopravního letounu, má poprvé vzlétnout v roce 2020 z francouzského Toulouse. Podle Franka Antona tento velký letový demonstrátor představuje důležitý krok k hybridní elektrické budoucnosti. Testování tohoto demonstračního letounu a jeho elektrického pohonného systému za letu poskytuje cenné informace o tom, jak lze tuto průlomovou inovaci využít v letectví. Díky ní by se v budoucnu mohla letecká doprava stát tišší a udržitelnější. Cílem společného programu je ale rovněž stanovení požadavků na budoucí certifikaci elektricky poháněných letadel a současně trénink nové generace konstruktérů a inženýrů, aby se hybridní elektrické letouny začaly stávat realitou.

Mezi nejdůležitější úkoly dnešního letectví patří zařazení mezi dopravní prostředky s lepším vztahem k životnímu prostředí – efektivnější a méně závislé na fosilních palivech. Partneři se zavázali, že splní technické cíle EU v oblasti životního prostředí pro leteckou dopravu (snížení emisí CO₂ o 75 %, snížení emisí NOx o 90 % a snížení hluku o 65 %). Toho však se současnými technologiemi dosáhnout nelze. Proto Airbus, Rolls-Royce a Siemens takto investují a zaměřují svůj výzkum na různé oblasti technologií, včetně elektrifikace. Elektrický a hybridní elektrický pohon jsou totiž dnes považovány za jedny z nejslibnějších technologií, které by mohly pomoci tyto výzvy splnit.